Adsorventes compostos de ferro, alumínio e lantânio: síntese, caracterização e aplicação na remoção de fluoretos
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Data
2022-11-11Primeiro coorientador
Carissimi, Elvis
Primeiro membro da banca
Dotto, Guilherme Luiz
Segundo membro da banca
Mallmann, Evandro Stoffels
Terceiro membro da banca
Oliveira, Jivago Schumacher de
Quarto membro da banca
Silva, William Leonardo da
Metadata
Mostrar registro completoResumo
O uso de mananciais subterrâneos para obtenção de água para consumo humano é uma
alternativa para locais onde não há manancial superficial próximo disponível, ou não há água
tratada por concessionárias sendo distribuída à população. O fluoreto é um íon comumente
encontrado em mananciais subterrâneos, que quando consumido em concentrações que
excedem os limites estabelecidos pela OMS e legislação brasileira de potabilidade de água (1,5
mg. L-¹), por períodos prolongados, podem provocar prejuízos à saúde. Entre as metodologias
para remoção de fluoretos, a adsorção é uma técnica que se destaca por ser uma das mais
eficientes em termos de custo, concepção e operação. Apesar de já existirem adsorventes de
uso comercial consolidado, como a alumina, o desenvolvimento de novos materiais para
aplicação específica em águas subterrâneas tornou-se um desafio. Neste trabalho, foram
sintetizados os adsorventes trióxido hidratado de Fe-Al-La, puro e suportado em alumina
granular, e estes foram caracterizados e testados para remoção de fluoretos da água. Foi
realizado um Delineamento Composto Central Rotacional para dois fatores (pH e dosagem de
adsorvente), com metodologia de superfície de resposta, e os resultados para o adsorvente puro
mostraram que o material apresenta propriedade de adsorção de fluoreto na faixa de pH de 4 a
10, com pH ideal em 8,25, e a dosagem de adsorvente definida como a ideal para os
experimentos seguintes foi de 1,5 g L−¹. Já para o adsorvente Fe-Al-La suportado em alumina
os resultados para remoção percentual obtidos possibilitaram encontrar as condições ideais para
os ensaios de cinética e equilíbrio, 3,0 g L-¹ de dosagem de adsorvente e pH de 6,5.
Posteriormente, foram realizados ensaios de cinética e isotermas adsorção de fluoreto. Os
resultados dos ensaios de cinética de adsorção demonstraram que o modelo cinético de força
motriz linear foi o que descreveu mais adequadamente a cinética de adsorção de fluoreto para
o adsorvente puro, enquanto para o adsorvente suportado em alumina, foi o modelo cinético de
Avrami, apresentando valores de R2 ≥ 0,99 nos dois casos. Os resultados dos ensaios de
isotermas de adsorção de fluoreto indicaram que o modelo de isoterma de Langmuir se ajustou
melhor aos dados experimentais para os dois adsorventes, atingindo qmax de 28,06 mg g-¹ e
8,170 mg g-¹ para o adsorvente puro e suportado, respectivamente. Foi realizado um estudo com
água subterrânea obtida em um poço no município de Faxinal do Soturno/RS, utilizando o
adsorvente puro e nas condições experimentais de temperatura ambiente, pH natural da água, e
dosagem de adsorvente de 1,5 mg L-¹, e como resultado uma remoção média de 52% foi atingida
em uma hora de adsorção. Ainda, o efeito dos íons interferentes foi avaliado para o adsorvente
suportado em alumina, e foi encontrada a seguinte ordem de afinidade iônica do adsorvente: F
‐ > SO4²‐ > Cl‐ > NO3‐. Conclui-se que o adsorvente Fe-Al-La quando puro possui uma
capacidade de adsorção bem maior que quando suportado em alumina, demonstrando alto
potencial para ser utilizado na remoção de fluoretos de águas subterrâneas.
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